ANÁLISES ESPAÇO-TEMPORAL DE IMPACTOS SOBRE A

O avanço das pesquisas espaciais, a criação de novos sensores orbitais e a distribuição de maneira mais acessível aos usuários das ferramentas de geoprocessamento, tem tornado as imagens satélites o produto de sensoriamento remoto mais utilizado para análises da dinâmica de cobertura vegetal no mundo.

Estas tecnologias contribuíram e facilitaram o mapeamento, monitoramento e controle da cobertura vegetal de áreas extensas na superfície (PONZONI, 2001). O mapeamento e monitoramento da cobertura vegetal ganharam considerável impulso nas últimas décadas, e uma das razões é a popularização das ferramentas de sensoriamento remoto e do acesso gratuito a muitas delas e, sobretudo, o grande desenvolvimento de pesquisas sobre controle e monitoramento do desmatamento, já que as áreas onde ocorrem os desmatamentos na maioria dos casos são extremamente extensas, como por exemplo, a floresta Amazônica.

A facilidade do acesso às ferramentas e técnicas do processamento de imagens, que consequentemente contribui aos avanços das pesquisas sobre vegetação e especialmente aos estudos de controle e monitoramento dos desmatamentos, associados às políticas de proteção ambiental, têm sido um importante ator no combate ao desmatamento e preservação de florestas. Segundo Fonseca (2000), além da importância do uso das imagens satelitais nos estudos relacionados à vegetação, o quão importante é esta ferramenta como fonte de informação para produção cartográfica de estratégia.

Dentre as principais técnicas aplicadas de processamento de imagens relacionado às análises de dinâmica da vegetação destaca-se o NDVI (Normalized Difference Vegetation Index). Este é o índice mais utilizado no processamento de dados satelitais aplicados à vegetação, pois explora as propriedades espectrais de absorção da vegetação no comprimento da onda visível. Na onda visível absorve-se melhor a vegetação por conta da clorofila, e atinge seu máximo de refletância na onda infravermelha, dependendo da anatomia da folha (MYNENI et al., 1995). O NDVI funciona como estimador de

radiação utilizada dentro do processo de fotossíntese que ocorre nas folhas, e monitora a variabilidade periódica das plantas (STÖCKLI e VIDALE, 2004; STÖCKLI, 2005).

Este índice apresenta excelente resposta na análise das mudanças na quantidade da biomassa verde, conteúdo de clorofila e estresse hídrico (LIANG, 2004). Além de auxiliar na estimativa e controle de produções agrícolas.

Os diferentes tipos de vegetação podem ser classificados segundo o exclusivo comportamento espectral de casa espécie vegetal (TUCKER, 1978): a radiação do canal vermelho (630 nm - 690 nm) é absorvida pela clorofila, enquanto que no canal infravermelho próximo (760 nm- 900 nm) a radiação é refletida e sua intensidade de refletância depende da estrutura celular das folhas.

Por tanto ao analisar a curva da refletância da vegetação, o desvio observado entre o canal vermelho e o infravermelho próximo constitui em uma variável sensível à presença da vegetação verde. A resposta espectral da vegetação no canal vermelho está diretamente relacionada à concentração de clorofila, enquanto que a resposta espectral do canal infravermelho é controlada pelo índice de área foliar e a densidade da vegetação verde (MAJOR et. al., 1990). A combinação desses dois domínios espectrais permite diferenciar os distintos tipos de vegetação, determinando fotossinteticamente a biomassa ativa através da densidade da cobertura vegetal, e diferenciando a vegetação dos demais elementos presentes na superfície.

O objetivo deste capítulo é identificar e quantificar no espaço e no tempo os impactos presentes na vegetação e no solo da superfície da bacia. Para isto serão utilizadas imagens satelitais LandSAT (5 e 7) e será aplicado o índice NDVI.

a. Descarga, registro e correção geográfica das imagens

Para realizar esta etapa da pesquisa foram utilizadas do satélite LANDSAT 5 sensor TM e LANDSAT 7 sensor ETM – disponíveis gratuitamente pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE).

A eleição das imagens foi sob os seguintes critérios: escolher imagens referentes ao período seco da bacia, de mínima precipitação, para enfatizar as áreas de vegetação permanente e que as imagens apresentassem o mínimo de cobertura de nuvens, para facilitar a visualização das zonas analisadas.

Cada banda espectral do satélite LANDSAT5 TM possui resolução de 30m, cada pixel representa uma área quadrangular de 30m X 30m. Assim, um

pixel pode abrigar mais de um tipo de “corpo terrestre” ou corpos que refletirão

energia solar de formas distintas.

Para o processamento digital das imagens foi utilizado o software ArcGIS 9.3 (Licenciado para a Universidade Federal de Pernambuco).

b. Calibração radiométrica

Esta etapa constitui no cálculo da radiância espectral de cada banda, ou seja, a conversão radiométrica onde o número digital de cada pixel da imagem é convertido em radiância espectral monocromática (SILVA, 2009). Segundo Markahm e Baker (1987), este cálculo representa a radiação solar refletida por cada pixel, por unidade de área, de tempo, de ângulo solido e comprimento de onda, medida ao nível do satélite LANDSAT5 TM, para as bandas 1 a 7 (equação 4).

(4) Onde a e b são as radiâncias espectrais mínima e máxima, respectivamente, ND é a intensidade do pixel, e i corresponde às bandas da imagem. A radiância calculada é a conversão radiométrica do número digital em valor monocromático, neste caso o valor da radiância que é apresentada por cada pixel corresponde à medida das radiâncias de todos os corpos identificados na área da imagem. O cálculo de radiância é uma etapa fundamental no cálculo do NDVI.

c. Cálculo de refletância

É definido como a razão entre o fluxo da radiância solar refletida e o fluxo da radiância solar incidente (equação 5)

(5)

Onde Lλi é a radiância espectral de cada banda, kλi é a irradiação solar espectral de cada banda no topo da atmosfera, Z é o ângulo zenital e dr é o quadrado da razão entre a distância da terra-sol (ro) e terra-sol (r), num determinado dia do ano. A refletância espectral de uma determinada superfície é extremamente complexa, uma vez que a superfície da Terra, em geral, é heterogênea e agrega diversos elementos. (FIORIO et. al., 2001).

d. Cálculo do Normalized Difference Vegetation Index – NDVI

O índice NDVI foi obtido pela razão entre as diferenças entre a refletância do infravermelho próximo e o vermelho (equação 6).

(6) Onde A é a refletância no canal infravermelho próximo; B é a refletância no canal vermelho.

e. Classificação supervisionada

Para esta etapa foi aplicado uma adaptação da classificação supervisionada proposta por Lourenço e Landim (2004), onde os valores mais altos do índice foram associados a maior densidade de cobertura vegetal, e os valores mais baixos foram associados a menor densidade de cobertura vegetal, superfícies expostas, corpos d‟água e zonas urbanas:

Tabela 3: Valores do Índice x Classes

Valores do índice Classes

-1 a -0,32 Corpos d‟água

-0,058 a 0,0039 Solos expostos

0,004 a 0,12 Vegetação pouco densa

0,13 a 1 Vegetação densa

Fonte: elaborado pela autora.

Segundo o relatório de Biodiversidade da Caatinga (2003), a região central do Semiárido Pernambuco (onde está localizada a bacia do Moxotó), apresenta predominantemente o domínio da vegetação hiperxerófila, também apresentando áreas com domínio da vegetação hipoxerófila e pequenas ilhas úmidas (Brejos) 5.

Quanto maior a quantidade espacial de vegetação, menor as áreas de solo exposto. Sendo assim foi destacada nas imagens apenas a vegetação, e com auxilio da classificação supervisionada (LOURENÇO e LANDIM, 2004), a cobertura vegetal foi divida em três categorias de densidade de acordo com os valores do NDVI.

Este estudo pretende analisar apenas a vegetação arbórea e arbustiva, por tanto a classificação supervisionada foi adaptada com base no perfil vegetal da Caatinga segundo a fisionomia (Figuras 5, 6 e 7) e nos resultados do NDVI (Tabela 4). Sendo assim a adaptação realizada foi à seguinte:

Figura 5: Caatinga arbórea - arbustiva de Baixa densidade

Fonte: LEMOS, 2006

5

Os Brejos de Altitude Nordestinos são encraves da Mata Atlântica, formando ilhas de floresta úmida em plena região Semiárida cercadas por vegetação de caatinga, tendo uma condição climática bastante atípica com relação à umidade, temperatura e vegetação e com pouco conhecimento sobre sua vegetação e ecologia (PORTO et al., 2004).

Figura 6: Caatinga arbórea - arbustiva de média densidade

Fonte: LEMOS, 2006

Figura 7: Caatinga arbórea - arbustiva de alta densidade

Fonte: LEMOS, 2006

Tabela 4: Classificação supervisionada – NDVI. CLASSIFICAÇÃO SUPERVISIONADA – NDVI

Fonte: Adaptada pela autora.

VALOR NDVI CATEGORIAS

0,25 – 0,50 Baixa densidade vegetal

0,50 – 0,75 Média densidade vegetal

2.2.3 CONCEITUAÇÃO E METODOLOGIA PARA AVALIAÇÃO DA VULNERABILIDADE FRENTE MUDANÇAS CLIMÁTICAS: CRIAÇÃO DO ÍNDICE DE VULNERABILIDADE ÀS MUDANÇAS CLIMÁTICAS – IVMC

O processo de gerar a informação para construção dos indicadores a partir de dados brutos requer também conhecimento de campo. Os indicadores são usados para construir modelos conceituais do funcionamento de um determinado sistema a partir de um raciocínio lógico e ou da experiência adquirida entre os pesquisadores e os atores chaves.

A conceitualização de um sistema socioambiental onde um dos fatores de perigo são as possíveis alterações do clima requer um modelo quantitativo onde os fenômenos possam ser convertidos em valores concretos. Por tanto é necessário estabelecer parâmetros para quantificar os fatores que geram a

vulnerabilidade, como as características físicas da paisagem e

socioeconômicas. Estas informações serviram de referencia para determinar os níveis de exposição, sensibilidade e capacidade adaptativa do sistema em análise.

Os dados brutos para construção dos indicadores foram selecionados segundo os seguintes critérios: deveriam possuir relação direta com o perigo (CONNOR & HIROKI, 2005; MENDOZA, et. al., 1999; MOSSET et. al., 2000) que se enquadrasse com a escala de análise e com as características específicas da bacia hidrográfica do Moxotó (FOWLER et. al., 2003; SULLIVAN & MEIGH, 2005).

Os indicadores servirão para ordenar e sistematizar a informação para a planificação, montagem e análise do índice que contribuíram na gestão de mitigação.

Também para determinação dos indicadores que foram aplicados na construção do índice, além de possuírem aspectos físicos, econômicos e sociais, deveriam também possuir aspectos diretamente relacionados às características climáticas e que fossem suficiente sensível para que pudessem refletir as mudanças do sistema estudado. (Figura 8).

Figura 8: Hierarquização da informação para elaboração do índice a parir de indicadores e dados brutos.

Fonte: adaptado de CENDERO (1997).

Com o objetivo de reduzir o grau de incertezas foram selecionados poucos indicadores, no entanto foram selecionados indicadores que apresentassem precisamente características dos fatores de análise, que seriam a exposição, a sensibilidade e a capacidade adaptativa.

a. MODELO CONCEITUAL

i. Construção do Índice de Vulnerabilidade a Mudanças Climáticas

Nesta etapa elegeu-se trabalhar com informação de fácil acesso e atual, disponível a todo o público, e que a informação estivesse disponível a escala municipal.

A principal fonte de extração dos dados foi o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE, que é o órgão público encarregado pela coleta e tratamento de dados relacionados ao tema, ademais de ser o instituto responsável pelo Censo nacional e da Agência Estadual de Planejamento e Pesquisas de Pernambuco - CONDEPE\FIDEM. Também foram extraídos dados da Agencia Pernambucana de Águas e Clima – APAC, e dados extraídos dos resultados do processamento das imagens do satélite LANDSAT.

ÍNDICE

INDICADORES

Foram reunidos dados brutos de sete municípios (que fazem parte do recorte da bacia do Moxotó).

Os indicadores selecionados para compor o índice foram doze, agrupados em cada subíndice correspondente: três para caracterizar o subíndice de exposição, cinco para caracterizar o subíndice de sensibilidade, e quatro para caracterizar o subíndice de capacidade adaptativa.

Este índice foi construído tomando como base a metodologia proposta por Monterroso (2011). Foram modificados os indicadores que compõem os subíndices, com objetivo de adequar melhor o índice à realidade do semiárido brasileiro. Sendo assim os subíndices que compõem o índice foram organizados da seguinte forma:

EXPOSIÇÃO

Este subíndice se refere ao grau de estresse climático sobre uma unidade particular de analise; pode ser representado por mudanças nas condições climáticas ou pelas taxas de variabilidade climática, onde se inclui a magnitude e frequência dos eventos extremos. Alguns fenômenos naturais apresentam-se como ameaças, correspondem a fenômenos extremos, como as inundações, secas, incêndios, tempestades, dentre outros. O risco se estabelece diante da possibilidade de exposição da sociedade a qualquer evento extremo (MARANDOLA et. al., 2009). Para compor este subíndice sugere-se os seguintes indicadores:

 Tendência pluviométria: uma ameaça às atividades primárias predominante no semiárido é a alta variabilidade climática. Essa região que historicamente é atingida por eventos extremos e sendo assim frequentes períodos de estiagem. Em regiões com estas características climáticas a produção agrícola, a pecuária, e a caça encontram-se mais expostas aos impactos, que consequentemente impactam também os grupos sociais envolvidos em tais atividades a na própria economia local. Para construir este indicador foram analisados os dados climáticos de precipitação mensal e anual do período de 1930 a 2014 com objetivo

de identificar tendências de mudanças climáticas, sobretudo, tendências positivas, negativas ou neutras na dinâmica de precipitações da bacia.

 Taxa de solo degradado: Este subíndice considera as

porcentagens de áreas sem cobertura vegetal. A vegetação determina a proteção à erosão dos solos, assim como controlam o albedo da radiação solar, que é mais elevado ante a ausência da cobertura vegetal. A retirada da cobertura vegetal na região Semiárida, seja através de queimadas ou cortes ilegais, contribui e potencializa os processos de exposição do solo. A ausência da cobertura vegetal também contribui com a lixiviação do solo, isto é a extração ou solubilização dos constituintes químicos de uma rocha, mineral, solo, depósito sedimentar e etc. pela ação de um fluido percolante (DEMATTÊ et al., 2004). Para compor este indicador optou-se por extrair a informação dos resultados do índice Normalizado de Diferença Vegetacional (NDVI, sigla em inglês).

 Porcentagem de variação da temperatura: Corresponde o

resultado da aplicação do cenário B2 (menos critico) do modelo PRECIS(Providing Regional Climates for ImpactStudies). Os dados deste indicador foram extraídos do quinto relatório sobre mudanças climáticas do IPCC (IPCC, 2013)

SENSIBILIDADE

A sensibilidade é o estado no qual se encontra um sistema quando é potencialmente afetado e modificado por um distúrbio, interno ou externo, ou um grupo deles. Medir a sensibilidade determina o grau no qual um sistema foi afetado, possibilitando quantificar o nível de sensibilidade de um sistema. Este subíndice está composto por indicadores que possibilitam avaliar a sensibilidade social e ambiental no sistema da Bacia do Moxotó. (MONTERROSO, et. al., 2011).

Determinados grupos sociais estão mais expostos que outros aos riscos ambientais, em particular os grupos sociais mais sensíveis são as comunidades pobres dos centros urbanos, que sofrem com os efeitos diretos da contaminação do ar, e os impactos do efeito estufa; os agricultores

familiares de zonas áridas e semiáridas, que estão sob regime irregular de precipitações, e frequentes e largos períodos de estiagem (secas). Uma ampla variedade de fatores sociais e econômicos intervém direta e indiretamente na sensibilidade humana frente às mudanças climáticas, entres estes fatores se destacam a pobreza, a desigualdade social, o acesso a recursos naturais básicos. (CUTTER, 1996).

 População – Incidência de pobreza: A pobreza aqui é conceituada desde a perspectiva da carência e ou ausência de recursos mínimos aceitáveis. A conceitualização da pobreza já não é, somente, o ingresso a um determinado nível social ou a renda, senão se refere também ao processo pelo qual as pessoas alcançam (ou não) seu bem-estar (ESPÍNOLA, et al,.2010). O PNUD (2014) seguindo a proposta de Amartya Sen, que também considera as necessidades e ou privações das pessoas por sua condição social como a referência final para determinar a pobreza. Isto é, consideram ademais da renda familiar, o aceso à educação, saúde e qualidade de vida (acesso à eletricidade, saneamento básica, água potável, etc). Com base num critério de análise multidimensional, entende que a pobreza possui conceito relativo e extremamente complexo, no qual se baseia não somente na falta de recursos financeiros, mas também na carência de oportunidades reais de desenvolvimento, determinados pelas limitações impostas pela sociedade (PNUD, 1997). Sendo assim, a pobreza é reconhecida como um indicador de extrema importância na medição da vulnerabilidade às ameaças climáticas. Os grupos sociais de baixa renda apresentam capacidade de controle inferior aos demais grupos, portanto sofrem consequências desproporcionais. (MARANDOLA et. al., 2005)

 Saúde – Número de estabelecimentos públicos de saúde: Neste tópico entendesse a falta de acesso a tratamentos de saúde públicos com indicador de sensibilidade, uma vez que uma determinada área sofre com impactos diversos, estes afetam diretamente nas vidas das pessoas, e por vezes causando doenças e impactos semelhantes. Entendendo desta forma que quanto menor o número de estabelecimentos públicos de saúde, maior a dificuldade de pessoas de

baixa renda a ter acesso a tratamentos de saúde, consequentemente mais vulneráveis são estas pessoas. (PNUD, 2014).

 Condições sanitárias – Número de residências sem saneamento básico adequado: A Organização Mundial de Saúde (OMS) define saneamento básico como “o controle de todos os fatores de meio físico do homem que exercem ou podem exercer efeito deletério sobre o bem-estar físico, mental e social”. O saneamento básico tem como objetivo zelar pela saúde do ser humano, tendo em conta que muitas doenças podem ser desenvolvidas quando há um saneamento precário. (PNUD, 2014).

 Atividade econômica – Número de trabalhadores em atividades primárias (agricultura, pecuária e caça): As atividades primárias são diretamente dependentes de fatores naturais, e uma vez que estes sofram mudanças e impactos, estas atividades seriam as primeiras a

passarem por transformações. As atividades primárias são

predominantes nos municípios que compõem a bacia do Moxotó. E havendo alterações no sistema natural, haveria mudanças no sistema socioeconômico da bacia. Segundo Tavares (20110) Mudanças nos

geossistemas podem provocar modificações nos sistemas

socioeconômicos, e vice-versa. Com a formatação dos espaços urbano e rural atrelado aos interesses financeiros tem prevalecido e produzido alterações rápidas nos fluxos de matéria e energia no âmbito dos sistemas socioeconômicos, com repercussão nos geossistemas, especula-se sobre tendência e mudanças climáticas de origem

antrópica, que produziriam consequências impactantes

retroalimentadoras em ambos os sistemas.

CAPACIDADE ADAPTATIVA

As capacidades de um sistema de enfrentar as consequência dos impactos das mudanças climáticas contribuem no processo de mitigação. Implementar medidas que ajudem a minimizar os impactos e técnicas que potencializem a capacidade adaptativa dos grupos sociais. A capacidade adaptativa de um grupo social reflete sua flexibilidade a modificar características e comportamentos para enfrentar melhor as dificuldades, com objetivo de

monitorar os fatores que impulsionam as mudanças (MONTERROSO, et. al., 2011). Para compor este subíndice selecionaram-se os seguintes indicadores:

 Capital humano – Taxa de alfabetizados: Entende-se como

alfabetização “a habilidade para utilizar símbolos gráficos que representem a linguagem falada de modo que o saber coletivo do grupo exteriorize-se e perpetue no tempo e espaço” (BATISTA, 2006, p. 15). Alfabetização está relacionada, sobretudo, com a capacidade humana de usar um conjunto de técnicas para decodificar e produzir materiais escritos, que segundo McGarry (1999) esta definição refere-se à alfabetização impressa ou alfabetização básica. Para Bawden (2002), o conceito de alfabetização vai muito além de dominar leitura e escrita, que a compreensão e interpretação do espaço são fundamentais e indispensáveis no processo da alfabetização. Ainda segundo Bawden, nas ultimas décadas o conceito de alfabetização tem sido complementado com as chamadas “alfabetizações de habilidades”, este conceito mais amplo da alfabetização foi desenvolvido para fazer referencia as informações tecnológicas e complexas que estão em auge. Bawden conclui afirmando que poderia citar variadas denominações para a alfabetização, dependendo da habilidade a que se refere: alfabetização agrícola, alfabetização cinematográfica, alfabetização digital, dentre outras formas. A alfabetização é um importante indicador que contribui a adaptação, já que pessoas que melhor interpretam o meio podem melhor prever situações, por exemplo, a atuação dos „profetas do sertão‟, agricultores do Sertão do Cariri, reúne-se anualmente para compartirem as previsões climáticas do ano corrente, graças ao domínio de leitura, escrita e interpretação, estes agricultores podem prevenir-se dos efeitos de fenômenos climáticos (ALVES, 2006).  Capital econômico familiar – Número de domicílios particulares

permanentes com classes de rendimento nominal mensal domiciliar de mais de 2 a 5 salários mínimos: Sem dúvida todos os humanos apresentam algum nível de vulnerabilidade aos impactos ambientais, à capacidade das pessoas de adaptar-se à mudança e controlá-la é

variada. Porém os grupos sociais de menor renda financeira apresentam baixa capacidade para adaptar-se a mudanças e são mais vulneráveis aos efeitos negativos dos fenômenos climáticos, assim como a outras ameaças (IPCC, 2001).

 Capital financeiro público – investimento público em programas e infraestruturas sociais: este indicador refere-se ao papel do estado como principal ator na prevenção de impactos através do planejamento e aplicação de ações de mitigação que fomentem meios da população adaptar-se melhor as adversidades das mudanças climáticas. Portanto entende-se que investir em programas sociais que contribuam diretamente para o bem estar da população está consequentemente contribuindo para adaptação dos mesmos. (PNUD, 2014).

 Capital natural – Disponibilidade de água por residência: O acesso à água é uma problemática em qualquer região árida e semiárida do